基于垂直沟道的MESFET器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于垂直沟道的MESFET(金属‑半导体场效应晶体管)器件，其包括MES结构、源极及漏极，所述MES结构包括栅极以及至少一半导体沟道，所述半导体沟道的轴线基本垂直于一选定平面，所述栅极环绕半导体沟道设置，所述源极经半导体沟道与漏极电连接，所述源极和漏极沿半导体沟道轴向间隔设置，所述栅极分布于源、漏极之间。本发明专利技术还公开了所述MESFET器件的制备方法。本发明专利技术的MESFET器件具有栅控能力好、工作频率高，制作工艺难度低，成品率高等优点。

MESFET device based on vertical channel and preparation method thereof

The invention discloses a vertical channel based on MESFET (metal semiconductor field effect transistor) device, which comprises a MES structure, source and drain, the MES structure includes a gate and at least one semiconductor channel, wherein the semiconductor channel axis substantially perpendicular to a selected plane, the gate around the semiconductor channel settings, the source by the semiconductor channel is connected with the drain electrode, the source and drain the semiconductor channel axially spaced, the gate to source and drain between distribution. The invention also discloses the preparation method of the MESFET device. The MESFET device has the advantages of good grid control capability, high work frequency, low manufacturing technology difficulty and high yield.

【技术实现步骤摘要】
基于垂直沟道的MESFET器件及其制备方法
本专利技术涉及一种半导体器件，特别涉及一种基于垂直沟道的MESFET器件(VerticalChannelHeterostructureMetal-Insulator-SemiconductorField-effectTransistor,VC-MESFET)及其制备方法。
技术介绍
随着微电子技术的发展，CMOS器件和集成电路已经步入所谓的后摩尔时代，也即，集成电路的发展已经逐步偏离“摩尔定律”的曲线。特别是当器件的栅长及沟道长度越来越短、栅介质层越来越薄时所带来的“短沟道效应”、“DIBL效应”(DrainInducedBarrierLowering，漏端引入的势垒降低)以及源漏直接隧穿等，使得器件尺寸缩小愈来愈困难。并且由于栅长变短，栅控能力下降，使器件的亚阈摆幅以及开关电流比下降，带来功耗增加等一系列问题。为了解决以上问题，研究人员提出了Si基Fin-FET、Si基垂直沟道器件、基于纳米线的垂直器件等解决方案。但这些解决方案仍存在一些缺陷。例如，Fin-FET仍然要借助光刻技术来获得更小的栅长。又如，基于Si纳米线的器件等必须进行局部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于垂直沟道的MESFET器件，包括MES结构、源极及漏极，所述MES结构包括栅极以及至少一半导体沟道，其特征在于：所述半导体沟道的轴线基本垂直于一选定平面，所述栅极环绕所述半导体沟道设置，所述源极经所述半导体沟道与所述漏极电连接，所述源极和漏极沿所述半导体沟道轴向间隔设置，所述栅极分布于源极和漏极之间。

【技术特征摘要】
1.一种基于垂直沟道的MESFET器件，包括MES结构、源极及漏极，所述MES结构包括栅极以及至少一半导体沟道，其特征在于：所述半导体沟道的轴线基本垂直于一选定平面，所述栅极环绕所述半导体沟道设置，所述源极经所述半导体沟道与所述漏极电连接，所述源极和漏极沿所述半导体沟道轴向间隔设置，所述栅极分布于源极和漏极之间。2.根据权利要求1所述的基于垂直沟道的MESFET器件，其特征在于：所述MESFET器件包括由复数个所述的半导体沟道形成的沟道阵列。3.根据权利要求1所述的基于垂直沟道的MESFET器件，其特征在于：所述半导体沟道为柱状；优选的，所述半导体沟道的径向截面形状包括多边形或圆形；优选的，所述半导体沟道为纳米柱。4.根据权利要求1所述的基于垂直沟道的MESFET器件，其特征在于：所述栅极与所述半导体沟道形成肖特基接触；和/或，所述源极及漏极与所述半导体沟道形成欧姆接触；优选的，所述栅极与源极之间的距离小于所述栅极与漏极之间的距离；优选的，所述源极和漏极分别设置所述半导体沟道两端处；优选的，所述源极、漏极及栅极中的至少一者平行于所述选定平面；优选的，所述源极、漏极及栅极均平行于所述选定平面；优选的，所述源极包括源极接触环，所述源极接触环环绕所述半导体沟道设置；优选的，所述源极接触环经连接线与源极引线盘电连接；优选的，所述漏极包括漏极接触环，所述漏极接触环环绕所述半导体沟道设置；优选的，所述漏极接触环经连接线与漏极引线盘电连接；优选的，所述栅极包括栅极接触环，所述栅极接触环环绕所述半导体沟道设置；优选的，所述栅极接触环经连接线与栅极引线盘电连接；优选的，所述源极接触环、漏极接触环和栅极接触环中的至少一者与所述半导体沟道同轴设置；优选的，所述源极接触环、漏极接触环和栅极接触环中的至少一者平行于所述选定平面。5.根据权利要求1所述的基于垂直沟道的MESFET器件，其特征在于：所述源极和漏极中的至少一者与栅极之间还保留或未保留隔离绝缘介质层；优选的，所述源极和漏极中的任一者与栅极之间均无隔离绝缘介质层；和/或，所述栅极具有场板结构；和/或，所述MESFET器件还包括衬底，所述选定平面为所述衬底主平面，并且所述半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：董志华，张辉，张佩佩，蔡勇，刘国华，柯华杰，周涛，程知群，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33